碱性:
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3)
其酸能与酸碱指试剂反应,紫色石蕊{(C7H7O4N)n}试剂与PH试纸变红色,无色酚酞{C20H14O4}不变色。
强酸性,和碱反应生成氯化物和水
HCl+NaOH=NaCl+H2O
能与大部分碳酸盐和碳酸氢盐(HCO3-)反应,生成二氧化碳,水
K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O
能与活泼金属单质反应,生成氢气
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
盐酸
能与金属氧化物反应,生成盐和水
MgO+2HCl=MgCl2+H2O
实验室常用盐酸于制取二氧化碳的方法
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
能用来制取弱酸
CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl
另外,盐酸能与硝酸银反应,生成不溶于稀硝酸的氯化银,氯化银不能溶于水,产生沉淀。
HCl+AgNO3===HNO3+AgCl↓
电离方程式为:
HCl===H++Cl-
其他方程式(离子方程式)
Cl2+H2O==Cl-+H++HClO
Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2I-==2Cl-+I2
Cl2+H2SO3+H2O==2Cl-+SO42-+4H+
Cl2+H2S==2Cl-+2H++S↓
Cl2+2Fe2+==2Fe3++2Cl-(向FeBr2溶液中通入少量Cl2)
3Cl2+2Fe2++4Br-==2Fe3++2Br2+6Cl-(足量Cl2)
2Cl2+2Fe2++2Br-==2Fe3++Br2+4Cl-(当n(FeBr2)/n(Cl2)=1:
1时)
8Cl2+6Fe2++10Br-==6Fe3++5Br2+16Cl-(当n(FeBr2)/n(Cl2)=3:
4时)
Cl2+2I-==2Cl-+I2
盐酸
Cl2+2I-==I2+2Cl-(向FeI2溶液中通入少量Cl2)
3Cl2+2Fe2++4I-==2Fe3++2I2+6Cl-(足量Cl2)
4Cl2+2Fe2++6I-==2Fe3++3I2+8Cl-(当n(FeI2)/n(Cl2)=3:
4时)
2Cl-+4H++MnO2==Mn2++Cl2↑+2H2O
Cl-+Ag+==AgCl↓
ClO-+H+==HClO(有漂白性)
2HCIO==(光照)2HCI+O2↑
ClO-+SO2+H2O==2H++Cl-+SO42-
ClO-+H2O==HClO+OH-
3ClO-===2Cl-+ClO3-(加热时的ClO-的歧化反应)
工业制法
主要采用电解法:
即将食盐进行电解,除得氢氧化钠外,在阴极有氢气产生,阳极有氯气产生:
2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑
在反应器中将氢气和氯气通至石英制的烧嘴点火燃烧,生成氯化氢气体,并发出大量热:
H2+Cl2=(点燃)2HCl
氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。
在氯气和氢气的反应过程中,有毒的氯气被过量的氢气所包围,使氯气得到充分反应,防止了对空气的污染。
在生产上,往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应。
实验室制法
原理:
NaCl(固体)+H2SO4浓)→NaHSO4HCI条件:
微热
NaHSO4NaCI(固体)→Na2SO4HCI条件:
500℃-600℃
总式:
2NaCI(固体)+H2SO4浓)→Na2SO42HCI条件:
加热
主要装置——分液漏斗,圆底烧瓶或锥形瓶,倒扣漏斗(防止倒吸)防止冻伤手
生活中主要用途
重要的无机化工原料,广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。
盐酸能用于制造氯化锌等氯化物(氯化锌是一种焊药),也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属,制成氯化物。
随着有机合成工业的发展,盐酸(包括氯化氢)的用途更广泛。
如用于水解淀粉制葡萄糖,用于制造盐酸奎宁(治疗疟疾病)等多种有机药剂的盐酸盐等。
在进行焰色反应时,通常用稀盐酸洗铂丝(因为氯化物的溶沸点较低,燃烧后挥发快,对实验影响较小)
工业用途
(1)用于稀有金属的湿法冶金
例如,冶炼钨时,先将白钨矿(钨酸钙矿)与碳酸钠混合,在空气中焙烧(800℃~900℃)生成钨酸钠。
CaWO4Na2CO3Na2WO4CaO+CO2↑
将烧结块浸在90℃的水中,使钨酸钠溶解,并加盐酸酸化,将沉淀下来的钨酸滤出后,再经灼热,生成氧化钨。
Na2WO42HCl=H2WO4↓+2NaCl
H2WO4WO3H2O↑
最后,将氧化钨在氢气流中灼热,得金属钨。
WO33H2=W+3H2O↑
(2)用于有机合成
例如,在180℃~200℃的温度并有汞盐(如HgCl2)做催化剂的条件下,氯化氢与乙炔发生加成反应,生成氯乙烯,再在引发剂的作用下,聚合而成聚氯乙烯。
(3)用于漂染工业
例如,棉布漂白后的酸洗,棉布丝光处理后残留碱的中和,都要用盐酸。
在印染过程中,有些染料不溶于水,需用盐酸处理,使成可溶性的盐酸盐,才能应用。
(4)用于金属加工
例如,钢铁制件的镀前处理,先用烧碱溶液洗涤以除去油污,再用盐酸浸泡;在金属焊接之前,需在焊口涂上一点盐酸等等,都是利用盐酸能溶解金属氧化物这一性质,以去掉锈。
这样,才能在金属表面镀得牢,焊得牢。
(5)用于食品工业
例如,制化学酱油时,将蒸煮过的豆饼等原料浸泡在含有一定量盐酸的溶液中,保持一定温度,盐酸具有催化作用,能促使其中复杂的蛋白质进行水解,经过一定的时间,就生成具有鲜味的氨基酸,再用苛性钠(或用纯碱)中和,即得氨基酸钠。
制造味精的原理与此差不多。
(6)用于无机药品及有机药物的生产
盐酸是一种强酸,它与某些金属、金属氧化物、金属氢氧化物以及大多数金属盐类(如碳酸盐、亚硫酸盐等),都能发生反应,生成盐酸盐。
因此,在不少无机药品的生产上要用到盐酸。
在医药上好多有机药物,例如奴佛卡因、盐酸硫胺(维生素B1的制剂)等,也是用盐酸制成的。
总结
以上列举的只是在工业生产上应用盐酸的一些例子。
实际上,盐酸的用途还很多。
在日常生活上,我们有时也用到它例如缺乏胃酸,消化不良,医生就给我们一定量的稀盐酸以补胃酸的不足。
在化学实验和科学研究上,用到盐酸的地方就更多了。
有些水果中有一些不同的酸性物质,所以有酸味,但酸性不是很强,叫弱酸性物质。
1.盐酸的物理性质展示一瓶工业品浓盐酸和一瓶纯净的浓盐酸。
前者因含杂质3价铁离子而带黄色,后者则透明无色。
开启浓盐酸的瓶塞,即见瓶口有白雾出现,这是挥发出来的氯化氢气体溶解在空气里的水蒸气所形成的雾滴。
用滴管吸取一滴浓盐酸,注入盛水的小烧杯里,可以看到水中有细丝在慢慢扩散,表明盐酸易溶于水。
2.盐酸的化学性质
(1)跟石蕊的作用:
用玻璃棒将稀盐酸一滴分别涂在红色和蓝色石蕊试纸上。
蓝色石蕊试纸变成红色,这是酸的通性。
(酸使酚酞不变色)
(2)跟活泼金属的反应:
往两支各盛有5毫升稀盐酸的试管里分别加入少量锌粒和铜屑。
前者反应很剧烈,有气泡发生。
把生成的气体收集在另一支试管里,在火焰上检验能发出爆鸣声,表明释出的是氢气。
后者不见有反应发生。
(3)跟金属氧化物的反应:
在两支试管里各盛稀盐酸5毫升,分别放入生锈的铁钉一枚和极少量氧化铜粉末。
过一会儿把铁钉取出,用水冲洗后,看到表面上的铁锈已被除去,而溶液变成黄色。
在放入氧化铜这一试管里没有明显的反应现象,在火焰上加热后,黑色氧化铜粉末才溶解,溶液变成绿色。
(4)跟碱反应:
取两支试管,分别盛稀盐酸和蒸馏水各5毫升,各加入少量氢氧化铜,振荡,氢氧化铜不溶于水而溶于稀盐酸中生成绿色的溶液。
(5)跟盐的反应:
在一支试管里盛碳酸钠溶液5毫升,注入少量稀盐酸,即见有大量气泡发生,这是二氧化碳气。
在另一支试管里盛蒸馏水5毫升,加入稀盐酸几滴,摇匀后再滴入硝酸银溶液几滴。
振荡,见有白色沉淀生成。
倾去上层液体,加入少量硝酸,沉淀不溶解。
这是检验可溶性氯化物常用的方法。
(6)跟氧化剂的反应:
在试管里盛浓盐酸3毫升,加入少量二氧化锰,微微加热,用手扇动试管口部,可以嗅到有氯气的臭味。
氧化剂能使盐酸氧化成氯气。
浓硫酸的性质
(一)物理性质
纯硫酸是一种无色油状液体。
常用的浓硫酸中H2SO4质量分数为98.3%,其密度为1.84g·cm-3,其物质的量浓度为18.4mol·L-1。
硫酸是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。
浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。
”
(二)特性
1.吸水性
将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸具有吸水性。
⑴就硫酸而言,吸水性是浓硫酸的性质,而不是稀硫酸的性质。
⑵浓硫酸的吸水作用,指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列稳定的水合物,并放出大量的热:
H2SO4+nH2O==H2SO4·nH2O,故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程,吸水性是浓硫酸的化学性质。
⑶浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4*5H2O、Na2CO3*10H2O)中的水。
2.脱水性
⑴就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
⑵脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。
⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭(碳化)。
浓硫酸
如C12H22O11————>12C+11H2O
3.强氧化性
⑴跟金属反应
①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。
②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2
△
Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2↑+2H2O
△
2Fe+6H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。
⑵跟非金属反应
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。
在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。
△
C+2H2SO4(浓)===CO2↑+2SO2↑+2H2O
△
S+2H2SO4(浓)===3SO2↑+2H2O
△
2P+5H2SO4(浓)===2H2PO4+5SO2↑+2H2O
⑶跟其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。
NH3等碱性物质亦不可用浓硫酸干燥。
△
H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
△
2HBr+H2SO4(浓)===Br2↑+SO2↑+2H2O
△
2HI+H2SO4(浓)===I2↑+SO2↑+2H2O
注意,稀硫酸中硫酸是以氢离子和硫酸根离子的形式存在的,其中硫酸根离子是正四面体结构,非常稳定;而浓硫酸中硫酸是以分子形式存在,这使得它容易结合水且硫酸根较为活泼物理:
无色无嗅透明液体
化学:
可与多数金属(比铜活泼)氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水;
可与所含酸根离子氧化性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸;
可与碱反应生成相应的硫酸盐和水;
可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气;
加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解
一般我们认为浓稀之间的界线是6mol/L(质量分数58.8%)。
这个只是一般的,不能说大于6mol/L的硝酸和铜反应生成NO2,不到6mol/L的硝酸和铜反应生成NO。
另外还有特殊情况,比如说受溶解度的影响,盐酸的物质的量浓度可能到不了6mol/L。
一.硝酸的物理性质
五氧化二氮(化学式:
N2O5),又称硝酐,是硝酸的酸酐。
通常状态下呈无色柱状结晶体,均微溶于水,水溶液呈酸性。
溶于热水时生成硝酸。
熔点32.5℃,易升华,易分解。
分子结构:
五氧化二氮分子是平面形分子,分子中存在离域π键。
N2O5的结构
五氧化二氮很容易潮解,而且在-10℃以上能分解生成毒气二氧化氮及氧气,但在10℃以下时较稳定。
遇高温及易燃物品,会引起燃烧爆炸。
由五氧化二氮引起的火灾,可使用水或泡沫进行扑灭。
五氧化二氮分子中主要为sp2杂化,含有6个σ键和2个三原子四电子离域π键。
因此图中四个氧原子(除了中间那个以外)实际上是等价的。
一般地,在标况下,五氧化二氮为无色固体,在漫射光和280K以下稳定,在气态时不稳定。
通常认为,固体状态下,他由两种离子构成:
NO2+(硝酰阳离子)和NO2-(硝酸根离子)(2、3为下标,+、-为上标),其中阳离子呈直线型,键长115pm,阴离子呈三角形,键长122pm,阴阳离子的中心N原子间距为273pm,且阳离子垂直于阴离子所在平面。
制法:
2NO2+O2=N2O5+O2
或4HNO3+2P2O5=2N2O3+4HPO3
1.纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。
硝酸溶液为无色液体;浓HNO3中因溶有HNO3分解产生的NO2而呈黄色。
2.硝酸沸点低(83℃)、易挥发,在空气中遇水蒸气而产生白雾。
3.通常使用的硝酸为质量分数69%的浓硝酸,98%的硝酸称为‘发烟”硝酸。
二.硝酸的化学性质
1.强酸性:
HNO3=H++NO3-;硝酸是一元强酸,具有酸的通性。
2.不稳定性:
4HNO3=加热=4NO2↑+O2↑+2H2O
注意:
①浓度越大,越易分解;
②硝酸应保存在玻璃塞(HNO3腐蚀橡胶)棕色细口瓶中,放于阴凉处。
3.强氧化性:
①与金属反应:
除Pt、Au外的金属均能与HNO3反应。
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O[实验室制NO2]
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(实验室制NO,常温下缓慢反应,加热反应较剧烈)
注意:
a.常温下,浓HNO3使Fe、Al(表面生成致密的氧化物薄膜)等金属钝化;
b.金属与硝酸反应不产生H2。
②与非金属反应:
能氧化C、S、P等非金属。
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+H2O
S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O
③与H2S、HBr、HI、SO2、Na2SO3等物质反应(强氧化性的体现)。
3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO+4H2O
3Na2S+8HNO3(稀)=6NaNO3+2NO↑+3S↓+4H2O
3Na2SO3+2HNO3(稀)=3Na2SO4+2NO↑+H2O
说明:
a.氧化性:
浓硝酸>稀硝酸;
b.一般情况下:
浓HNO3NO2(还原产物)
稀HNO3NO(还原产物)
c.王水:
浓硝酸和浓盐酸按体积比1:
3混合而成。
王水有很强的氧化性,能溶解Pt、Au等金属。
HNO3
分子式为HHNO3,纯HNO3是无色有刺激性气味的液体,市售浓硝酸质量分数约为65%,密度约为1.4g/cm3,沸点为83℃,易挥发,可以任意比例溶于水。
质量分数为98%以上的硝酸叫“发烟硝酸”,因这种酸更易挥发,遇潮湿空气形成白色烟雾,有腐蚀性。
化学性质
⑴具有酸的通性
浓硝酸因溶解由分解产生的NO2呈黄色,常将浓硝酸盛放在棕色试剂瓶中(避光),且放置于冷暗处。
⑶强氧化性
a.与绝大部分金属反应(不产生H2)
Cu+4HNO3(浓)=2H2O+Cu(NO3)2+2NO2↑
3Cu+8HNO3(稀)=4H2O+3Cu(NO3)2+2NO↑
b.与非金属反应
C+4HNO3浓)=(加热△)2H2O+CO2↑+4NO2↑
S+6HNO3浓)=(加热△)2H2O+H2SO4+6NO2↑
P+5HNO3浓)=(加热△)H2O+H3PO4+5NO2↑
在反应中,非金属被氧化成最高价氧化物或其对应的含氧酸。
c.使铝铁钝化
常温下,冷的浓硝酸能使Fe,Al等钝化。
用途硝酸是重要的化工原料,也是实验室必备的重要试剂。
在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
制备方法
⑴实验室制法
NaNO3+H2SO2(加热△)NaHSO4+HNO3
⑵工业上制法
4NH3+5O2=(Pt△)6H2O+4NO
2NO+O2=2NO2(工业上制时要不停通入氧气)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(NO循化氧化吸收)
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
危险性:
加热时分解,产生有毒烟雾;强氧化剂,与可燃物和还原性物质发生激烈反应,爆炸。
强酸性,与碱发生激烈反应,腐蚀大多数金属(铝及其合金除外),生成氮氧化物,与许多常用有机物发生非常激烈反应,引起火灾和爆炸危险。
8mol/L以上的硝酸一般称为浓硝酸
浓硝酸见光分解
4HNO3=4NO2+O2+2H2O
分解产生的NO2溶解在浓硝酸中,会使溶液呈现黄色。
要除去黄色,可以通入适量空气,使4NO2+2H2O+O2=4HNO3,黄色褪去。
扩展阅读:
∙13Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
∙2Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
俗称坏水。
坏水指浓度大于或等于70%的硫酸溶液。
浓硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一。
同时它还具有脱水性,强氧化性,难挥发性,酸性,稳定性,吸水性等。
化学定义
浓硫酸是指浓度(这里的浓度是指硫酸溶液里硫酸的质量百分比)大于或等于70%的硫酸溶液。
浓硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一。
俗称坏水。
硫酸与硝酸,盐酸,氢碘酸,氢溴酸,高氯酸并称为化学六大无机强酸。
浓硫酸
(一)物理性质
浓盐酸浓硝酸和浓硫酸的对比
浓盐酸
浓硫酸
浓硝酸
颜色状态等
无色有酸味的液体
无色黏稠,油状液体
无色液体
个性对比
有挥发性,在空气里会生成
白雾,有刺激性气味
不挥发,有吸水性(可做干
燥剂),有脱水性(化学性质,使有机物炭化)
有挥发性,在空气里会生成白雾,有刺激性气味
腐蚀性
有腐蚀性
强腐蚀性
强腐蚀性
纯